Страница 4: ДБН В.2.4-2-2005. Проектування полігони твердих побутових відходів основні положення проектування (29898)

За матеріалами проекту власники та орендарі повинні розробити інструкцію з експлуатації полігона ТПВ, яка має бути погоджена з місцевими органами санітарного та екологічного нагляду.

Система збирання та утилізації біогазу полігонів ТПВ

3.74При проектуванні полігонів ТПВ доцільно передбачати утилізацію біогазу, що утворюється прианаеробному розкладанні органічної складової ТПВ.

Біогаз може використовуватись як паливо для енергетичних установок (котлоагрегати, промислові печі, стаціонарні двигуни-генератори) або для заправки в балони. Метод утилізації біогазу визначається під час розроблення технічного завдання на проектування системи збирання й утилізації біогазу для конкретного полігона ТПВ.

Примітка. Приблизний склад біогазу: метан - 40...60 %, діоксид вуглецю - 30...45 %, азот, сірководень, кисень, водень та інші гази - 5...10 %. Теплотворна здатність біогазу - 18...25 МДж/м3. Межі вибухонебезпеч-ності суміші біогазу з повітрям - 5...15 %.

1. Прогнозування кількості біогазу, що виділяється, варто робити з урахуванням складу і властивостей ТПВ, місткості і терміну експлуатації полігона ТПВ, схеми і максимальної висоти складуванняТПВ, гідрогеологічних умов ділянки складування ТПВ, рН водної витяжки з ТПВ.
2. Розрахунок очікуваної кількості біогазу, що виділяється при анаеробному розкладанні 1 т ТПВ,рекомендується виконувати за формулою:

Vр.б = РТПВ ?? Kл.о ?? (1-Z)·Kр ,(3.2)

Де Vр.б - розрахункова кількість біогазу, м3;

РТПВ - загальна маса ТПВ, які складуються на полігоні, кг;

Kл.о - вміст органіки, що легко розкладається, в 1 т відходів (Кпо - 0,5...0,7);

Z- зольність органічної речовини (Z = 0,2...0,3);

Кр - максимально можливий ступінь анаеробного розкладання органічної речовини за розрахунковий період (Кр = 0,4...0,5).

3.77 3 урахуванням непередбачених обставин питомий об'єм біогазу, що можна зібрати з 1 т твердихпобутових відходів за весь період експлуатації системи збирання біогазу, визначається за формулою:

V??p.б = Vp.б · Кс ?? К, (3.3)

де V??p.б - об'єм біогазу, що можна зібрати з 1 т ТПВ, м3;

Кс - коефіцієнт ефективності системи збору біогазу (Кс = 0,5);

К - коефіцієнт поправки на непередбачені обставини (К = 0,65...0,70).

Під час розрахунків слід приймати такі величини:

• вагова кількість біогазу, одержуваного при анаеробному розкладанні, - 1 г біогазу з 1 г розкладеноїбеззольної речовини ТПВ;
• об'ємна маса біогазу - 1 кг/м3;
• теплотворна здатність біогазу - 5 000 ккал/м3 (~21 МДж/м3).

3.78 До проекту системи збирання біогазу, як правило, входять:

• свердловини;
• газозбірні пункти з трубопроводами біогазу від свердловин;
• проміжні і магістральний газопроводи;
• дегазаційна установка для вилучення біогазу зі свердловин (переважно - водокільцеві вакуумнінасоси);
• вузол підготування біогазу до утилізації (осушення та очищення);
• накопичувальна місткість біогазу (газгольдер);

-свіча для спалювання біогазу (в аварійних ситуаціях або за наявності надлишку).Проект системи збирання біогазу виконують відповідно до технічного завдання.

1. 3 урахуванням розпланування території полігона ТПВ на черги, що забезпечують прийманняТПВ протягом 3-5 років кожна, провадиться трасування газопроводів із визначенням місць улаштуваннясвердловин, оптимального розташування газозбірних пунктів, загального магістрального газопроводу,порядку підключення груп свердловин.
2. Гідравлічний розрахунок газопроводів слід робити, приймаючи ламінарний режим руху біогазуі швидкість руху по газопроводу в межах 0,5...1 м/с.
3. Проектування і будівництво системи збирання біогазу здійснюють за одним із варіантів:

• одночасно зі складуванням ТПВ;
• після заповнення робочої карти, завершивши формування газоносного шару.

3.82 За першим варіантом у основі робочої карти монтують колодязі зі збірних залізобетонних кілецьдіаметром 0,7...1 м. Нарощування колодязів ведуть у міру заповнення ТПВ робочої карти. У кільцяхроблять пропили або перфораційні отвори.

Всередині колодязів встановлюють перфоровані труби (пластмасові або азбестоцементні) діаметром 100...120 мм. Простір між внутрішніми стінками колодязя та перфорованими трубами засипають щебенем фракцій 40...70 мм.

Відстань між колодязями приймають 30...40 м для вільного маневрування сміттєвозів.

1. До колодязів через кожні 2 м за висотою, як правило, підводять 3-4 горизонтальні дрени довжинакожної з яких становить 10...15 м. Горизонтальні дрени виконують із перфорованих пластмасових трубдіаметром 50...60 мм, покладених на щебеневу основу (щебінь фракції 20...40 мм).
2. Заповнення робочої карти провадиться шарами, із пересипанням (грунтом, глиною) через кожні2 м за висотою до завершення формування газоносного шару загальною висотою 8...10 м. Після цьоговерхня частина ТПВ ізолюється шаром глини товщиною 1 м.
3. За другим варіантом для збирання біогазу на полігоні ТПВ після заповнення карти до проектноївідмітки й влаштування покрівлі, буровим способом споруджують свердловини з кроком 30...40 м.

Свердловину бурять до основи полігона ТПВ. Для буріння використовують установки обертального буріння з діаметром бура 200...300 мм.

3.86 Для облаштування газових свердловин рекомендується використовувати перфоровані полімерні труби діаметром 100...150 мм. Перфорація труб провадиться свердлом діаметром 18 мм по колу через 60°, відстань між отворами 50 мм. Верхня частина труби довжиною 1,5...2 м повинна бути суцільною, без перфорації.

Нижня частина свердловини висотою до 0,5 м засипається щебенем фракцій 40...70 мм. Простір між трубою і стінкою свердловини засипається щебенем фракцій 20...40 мм.

Верхня частина свердловини заливається бетоном на глибину 0,8...1 м. На поверхню виводиться неперфорована частина труби заввишки 0,7...0,8 м. Оголовки свердловини захищають від механічних ушкоджень залізобетонними кільцями діаметром 1...1,5 м (рис. 3.5).

Рисунок 3.5 - Поздовжній розріз рекомендованого улаштування вертикальної газозбірної свердловини

1 - залізобетонний колодязь; 2 - люк, 3 - кришка люка; 4 - відвідна труба; 5 - покрівля; 6 - збірна труба; 7 - сифон з отворами для зливання води; 8 - шар ТПВ; 9 - фільтр; 10 - фільтрова колона

3.87Газозбірні свердловини з'єднують горизонтальними полімерними трубопроводами діаметром50...80 мм, по яких біогаз надходить у камери первинного збирання (газозбірні пункти), розташованіна поверхні полігона ТПВ, які об'єднують по 8-12 свердловин. Труби прокладають із невеликим ухилом(3 %) до газозбірних пунктів для стікання сконденсованої вологи біогазу, у нижніх точках газопроводувстановлюють конденсатозбірники.

Трубопроводи від газозбірних пунктів об'єднують у магістральний трубопровід, по якому біогаз надходить до дегазаційної установки, розміщеної в господарській зоні полігону ТПВ.

1. Проміжні і магістральні газопроводи доцільно прокладати на шарі твердих побутових відходів, зчасу укладання яких минуло щонайменше 6 місяців. Труби вкладають на металеві (швелер № 14 - 20)або залізобетонні (бордюрний камінь) підкладки довжиною 40...50 см із кроком 2,5...3 м.
2. Прокладати газопроводи на поверхні полігона ТПВ необхідно у футлярах або обсипці з теплоізоляційних матеріалів.

3.90 Для обладнання газових свердловин і транспортування біогазу, як правило, застосовують труби зполіетилену низького тиску з маркіруванням "газ", типу "С". З'єднання труб виконуються зварюванням.Рознімні з'єднання поліетиленових труб зі сталевими трубами, компенсаторами і запірною арматуроювиконуються на переходах під фланець.

1. Труби повинні бути випробувані гідравлічним тиском не нижче 0,6 МПа або мати запис усертифікаті про гарантовану величину гідравлічного тиску, що відповідає вимогам стандартів або технічних умов на труби. З'єднувальні частини і деталі повинні бути заводського виготовлення і відповідативимогам державного стандарту.
2. Для ущільнення фланцевих з'єднань варто застосовувати прокладки з пароніту (марки ПМВ)завтовшки 4 мм або гуми олієбензостійкої завтовшки 3...5 мм.
3. У газозбірних пунктах установлюють запірно-регулюючу арматуру і передбачають відбірніустрої на трубопроводах від свердловин для контролю хімічного складу біогазу. При виборі запірноїарматури слід враховувати умови її експлуатації за тиском і температурою (таблиця 3.3).

Таблиця 3.3 - Рекомендований вибір запірної арматури

3.94Вентилі, крани, засувки поворотні повинні бути призначені для газового середовища.Конструкція регуляторів тиску біогазу повинна задовольняти таким вимогам:

• зона пропорційності не повинна перевищувати 20 % верхньої межі настроювання вихідного тискудля комбінованих регуляторів;
• зона нечутливості не повинна становити більше 2,5 % верхньої межі настроювання вихідного тиску;
• постійна часу (час перехідного процесу регулювання при різких змінах витрати газу або вихідноготиску) не повинна перевищувати 60 с.

1. Для виготовлення гнутих і зварюваних компенсаторів варто використовувати труби, рівноцінніприйнятим для відповідного газопроводу. Застосування сальникових компенсаторів на газопроводах недопускається.
2. Скидання надлишкової води, що утворюється в циркуляційній системі водокільцевого вакуум-насоса дегазаційної установки, і періодично замінної циркуляційної води дегазаційної установки, а такожвидалення конденсату з конденсатозбірників і вологовідділювача повинно здійснюватися в системузбирання і відведення фільтрату полігона ТПВ.
3. Для дегазації (очищення від розчиненого метану) рідини, що скидається, рекомендується застосовувати місткість із гідрозатвором і відводом на свічу газу, що виділяється.

3.98Залежно від варіанта використання біогаз повинен піддаватися тому чи іншому ступенюсушіння й очищення. Вузол підготування біогазу в загальному випадку може мати:

• осаджувач краплинної вологи (вологовідділювач);
• блок осушувача-очисника (адсорбери);
• накопичувальну місткість біогазу (газгольдер).

Для енергетичної установки, де спалюється біогаз (котлоагрегати, промислові печі), блок осушувача-очисника біогазу може не передбачатися.

3.99При використанні біогазу як моторного палива для стаціонарних двигунів-генераторів необхідним є більш високий ступінь його осушення й очищення.

3.100Через підвищену вибухонебезпечність систем збирання і транспортування біогазу полігонівТПВ до них ставляться особливі вимоги.

1. Приміщення, в яких працюють установки збирання і транспортування біогазу полігонів ТПВ, слід відносити до категорії А (НАПБ Б.07.005).
2. Електроустаткування приводів і інших елементів даної системи згідно з вимогами до вибу-хонебезпечності ДНАОП 0.00-1.32:

клас 1

• колодязі оголовків свердловин,
• газозбірні пункти,
• камери керування газгольдерами,
• помешкання, де встановлені дегазаційні установки, вологовіддільники і газоочисне устаткування,
• газорегуляторні установки

клас 2

• дегазаційні установки, розміщені під навісом,
• газгольдери.

3.103 Для забезпечення роботи системи збирання й утилізації біогазу слід передбачити контрольтаких технологічних параметрів:

• тиску в трубопроводах біогазу;
• температури біогазу та оборотної води дегазаційної установки;
• витрати біогазу;
• вмісту в біогазі метану, діоксиду вуглецю, сірководню і кисню.

Крім того, слід встановити в приміщеннях сигналізатори довибухонебезпечних концентрацій метану.

3.104 На щит технологічного контролю необхідно вивести світлозвукову сигналізацію, яка попередить про утворення небезпечних концентрацій кисню в трубопроводі біогазу і концентрацій метану вприміщеннях.

Система збирання і знезараження фільтрату

1. При проектуванні полігона ТПВ слід передбачати заходи, спрямовані на зменшення кількостіфільтрату: тимчасові протифільтраційні завіси, дамби, а також передбачати такі схеми складування ТПВ,при яких забезпечується мінімальне надходження води з незаповненої площі карт ТПВ
2. Для збирання і відведення фільтрату з майданчиків складування ТПВ проектують дренажнусистему, яка складається з шарового дренажу (галька або щебінь) та дренажних труб. Матеріали, яківикористовують для улаштування шарового дренажу і дренажних труб, повинні бути хімічно і біологічностійкими і підбиратися так, щоб хімічно-фізичні властивості фільтрату та механічна дія ТПВ не приводили б до відмови в роботі системи.
3. Для улаштування водовідвідного шару повинні застосовуватися промиті матеріали. Перевагуслід віддавати матеріалам округленої форми з розміром часток 16...32 мм. Вміст карбонату кальцію уматеріалі водовідвідного шару не повинен перевищувати 20 % від загальної ваги матеріалу.
4. Для відведення фільтрату використовують труби, поверхня яких на 2/3 має бути перфорованоюабо мати прорізи. Діаметр труб має бути не менше 300 мм. Труби слід укладати на поверхні гідро-ізолювального шару так, щоб фільтрат відводився зі всієї основи полігона ТПВ. Несуча здатність трубповинна визначатися спеціальним розрахунком.

Розрахунок дренажної системи провадиться згідно зі СНиП 2.01.28.

Дренажна система повинна бути запроектована так, щоб забезпечити можливість контролю і промивання її під час експлуатації.

3.109 Кількість фільтрату, що утворюється на полігоні ТПВ, залежить від багатьох факторів і можебути визначена з рівняння водного балансу полігона ТПВ.